一种用于激光测距的双频带带通滤波器制造技术

一种用于激光测距的双频带带通滤波器，本实用新型专利技术属于信号处理领域，具体涉及一种用于激光测距的双频带带通滤波器。解决了现有带通滤波器通带内的信号衰减大的问题。本实用新型专利技术的输入阻抗匹配单元的一个信号输出端与高频部分前端放大电路的信号输入端相连，输入阻抗匹配单元的另一个信号输出端与低频部分前端放大电路的信号输入端相连；高频部分前端放大电路的信号经高频部分两级带通滤波器输入至加法器单元；低频部分前端放大电路的信号经两级带通滤波器输入至加法器单元；加法器单元的信号输出端连接输出阻抗匹配单元的信号输入端，输出阻抗匹配单元的信号输出端为带通滤波器的信号输出端。本实用新型专利技术适用于作为滤波器使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于信号处理领域，具体涉及一种用于激光测距的双频带带通滤波器。
技术介绍
基于FSK的激光测距是一种全新的激光测距技术，该技术需要从输入信号中提取出中心频率分别为f1＝2.5MHz，f2＝102MHz的正弦波进行测量。传统的带通滤波器，通常是由无源器件电阻-电感-电容构成，通带内的信号衰减比较大。
技术实现思路
本技术是为了解决现有带通滤波器通带内的信号衰减大的问题，提出了一种用于激光测距的双频带带通滤波器。本技术所述的一种用于激光测距的双频带带通滤波器，它包括输入阻抗匹配单元1、高频部分前端放大电路2、高频部分第一级带通滤波器3、高频部第二级带通滤波器4、低频部分前端放大电路5、低频部分第一级带通滤波器6、低频部分第二级带通滤波器7、加法器单元8和输出阻抗匹配单元9；输入阻抗匹配单元1的信号输入端作为带通滤波器的信号输入端，输入阻抗匹配单元1的一个信号输出端与高频部分前端放大电路2的信号输入端相连，输入阻抗匹配单元1的另一个信号输出端与低频部分前端放大电路5的信号输入端相连；高频部分前端放大电路2的信号输出端经高频部分第一级带通滤波器3和高频部第二级带通滤波器4后的信号输出端与加法器单元8的一个信号输入端相连；低频部分前端放大电路5的信号输出端经低频部分第一级带通滤波器6和低频部分第二级带通滤波器7后的信号输出端与加法器单元8的另一个信号输入端相连；加法器单元8的信号输出端连接输出阻抗匹配单元9的信号输入端，输出阻抗匹配单元9的信号输出端为带通滤波器的信号输出端；高频部分第一级带通滤波器3和高频部第二级带通滤波器4均为无源、有源结合的带通滤波电路；低频部分第一级带通滤波器6为无源椭圆滤波电路，低频部分第二级带通滤波器7为有源带通滤波电路。本次技术为双频带带通滤波器，激光测距技术提供中心频率分别为2.5MHz和102MHz的正弦波。传统的带通滤波器，通常是由无源器件电阻-电感-电容构成，通带内的信号衰减比较大。本技术所涉及的双频带带通滤波器，采用无源与有源相结合的形式，其通带内的信号不仅没有衰减，而且还可以放大。该滤波器由两路负责产生不同通频带范围的带通滤波器单元组成，其中一路是带通滤波器高频单元，中心频率为102MHz；另一路是带通滤波器低频单元，中心频率为2.5MHz；将两路带通滤波器单元并联，采用加法器的形式，实现双频带带通滤波器的输出。附图说明图1为本技术所述结构示意图；图2为输入阻抗匹配单元的电路结构示意图；图3为高频部分第一级带通滤波器的电路结构示意图；图4为低频部分第一级带通滤波器的电路结构示意图；图5为低频部分第二级带通滤波器的电路结构示意图；图6为加法器单元的电路结构示意图；图7为输出阻抗匹配单元的电路结构示意图；图8为本技术所述双频带带通滤波器幅频响应信号图。具体实施方式具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于激光测距的双频带带通滤波器，它包括输入阻抗匹配单元1、高频部分前端放大电路2、高频部分第一级带通滤波器3、高频部第二级带通滤波器4、低频部分前端放大电路5、低频部分第一级带通滤波器6、低频部分第二级带通滤波器7、加法器单元8和输出阻抗匹配单元9；输入阻抗匹配单元1的信号输入端作为带通滤波器的信号输入端，输入阻抗匹配单元1的一个信号输出端与高频部分前端放大电路2的信号输入端相连，输入阻抗匹配单元1的另一个信号输出端与低频部分前端放大电路5的信号输入端相连；高频部分前端放大电路2的信号输出端经高频部分第一级带通滤波器3和高频部第二级带通滤波器4后的信号输出端与加法器单元8的一个信号输入端相连；低频部分前端放大电路5的信号输出端经低频部分第一级带通滤波器6和低频部分第二级带通滤波器7后的信号输出端与加法器单元8的另一个信号输入端相连；加法器单元8的信号输出端连接输出阻抗匹配单元9的信号输入端，输出阻抗匹配单元9的信号输出端为带通滤波器的信号输出端；高频部分第一级带通滤波器3和高频部第二级带通滤波器4均为无源、有源结合的带通滤波电路；低频部分第一级带通滤波器6为无源椭圆滤波电路，低频部分第二级带通滤波器7为有源带通滤波电路。图1给出了双频带带通滤波器的总体方案。如图所示，滤波器由以下5个部分组成：输入阻抗匹配单元、带通滤波器高频部分(102MHz)、带通滤波器低频部分(2.5MHz)、加法器单元、输出阻抗匹配单元。其中，输入阻抗匹配单元的作用是：与滤波器输入端信号发生器的阻抗进行匹配；带通滤波器高频部分负责产生一个中心频率为102MHz的通频带；带通滤波器低频部分负责产生一个中心频率为2.5MHz的通频带；加法器单元的作用是：将上述两个具有不同通频带范围的带通滤波器进行叠加，实现双频带带通滤波器；输出阻抗匹配单元的作用是：与滤波器输出端所带的负载进行匹配。具体实施方式二、结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于激光测距的双频带带通滤波器的进一步说明，输入阻抗匹配单元1包括输入SMA接口J0、电容C1、一号运算放大器U1、二号运算放大器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6；输入SMA接口J0的信号输出引脚连接电容C1的一端，电容C1的另一端同时与电阻R1的一端、一号运算放大器U1的正向电源端和二号运算放大器U2的正向电源端连接；电阻R1的另一端接地；输入SMA接口J0的其他引脚均接地；一号运算放大器U1的负向电源端同时与电阻R2的一端和电阻R3的一端相连；电阻R3的另一端接地；一号运算放大器U1的信号输出端为输入阻抗匹配单元1的一个信号输出端，一号运算放大器U1的信号输出端连接电阻R2的另一端；一号运算放大器U1的双相电源正极连接+5V电源；一号运算放大器U1的双相电源负极连接-5V电源；二号运算放大器U2的负向电源端同时与电阻R4的一端和电阻R5的一端相连；电阻R5的另一端接地；二号运算放大器U2的信号输出端同时连接电阻R4的另一端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端为输入阻抗匹配单元1的另一个信号输出端；二号运算放大器U2的双相电源正极连接+5V电源；二号运算放大器U2的双相电源负极连接-5V电源。具体实施方式三、结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一或二所述的一种用于激光测距的双频带带通滤波器的进一步说明，高频部分第一级带通滤波器3和高频部第二级带通滤波器4的结构相同，高频部分第一级带通滤波器3包括电容C2、电感L1、电感L2、电容C3、三号运算放大器U3、电阻R7和电阻R8；电容C2的一端为高频部分第一级带通滤波器3的信号输入端，电容C2的另一端与电感L1的一端连接，电感L1的另一端同时与电感L2的一端、电容C3的一端和三号运算放大器U3的正向电源端连接；三号运算放大器U3的负向电源端同时与电阻R7的一端和电阻R8的一端相连；三号运算放大器U3的信号输出端为第一级带通滤波器(3)的信号输出端，三号运算放大器U3的信号输出端连接电阻R7的另一端，电阻R8的另一端接地；三号运算放大器U3的双相电源正极连接+5V电源；三号运算放大器U3的双相电源负极连接-5V电源。带通滤波器高频部分，采用无源与有源相结合、两级串联的电路形式，如图2所示。输入信号通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光测距的双频带带通滤波器，其特征在于，它包括输入阻抗匹配单元(1)、高频部分前端放大电路(2)、高频部分第一级带通滤波器(3)、高频部第二级带通滤波器(4)、低频部分前端放大电路(5)、低频部分第一级带通滤波器(6)、低频部分第二级带通滤波器(7)、加法器单元(8)和输出阻抗匹配单元(9)；输入阻抗匹配单元(1)的信号输入端作为带通滤波器的信号输入端，输入阻抗匹配单元(1)的一个信号输出端与高频部分前端放大电路(2)的信号输入端相连，输入阻抗匹配单元(1)的另一个信号输出端与低频部分前端放大电路(5)的信号输入端相连；高频部分前端放大电路(2)的信号输出端经高频部分第一级带通滤波器(3)和高频部第二级带通滤波器(4)后的信号输出端与加法器单元(8)的一个信号输入端相连；低频部分前端放大电路(5)的信号输出端经低频部分第一级带通滤波器(6)和低频部分第二级带通滤波器(7)后的信号输出端与加法器单元(8)的另一个信号输入端相连；加法器单元(8)的信号输出端连接输出阻抗匹配单元(9)的信号输入端，输出阻抗匹配单元(9)的信号输出端为带通滤波器的信号输出端；高频部分第一级带通滤波器(3)和高频部第二级带通滤波器(4)均为无源、有源结合的带通滤波电路；低频部分第一级带通滤波器(6)为无源椭圆滤波电路，低频部分第二级带通滤波器(7)为有源带通滤波电路。...

【技术特征摘要】
1.一种用于激光测距的双频带带通滤波器，其特征在于，它包括输入阻抗匹配单元(1)、高频部分前端放大电路(2)、高频部分第一级带通滤波器(3)、高频部第二级带通滤波器(4)、低频部分前端放大电路(5)、低频部分第一级带通滤波器(6)、低频部分第二级带通滤波器(7)、加法器单元(8)和输出阻抗匹配单元(9)；输入阻抗匹配单元(1)的信号输入端作为带通滤波器的信号输入端，输入阻抗匹配单元(1)的一个信号输出端与高频部分前端放大电路(2)的信号输入端相连，输入阻抗匹配单元(1)的另一个信号输出端与低频部分前端放大电路(5)的信号输入端相连；高频部分前端放大电路(2)的信号输出端经高频部分第一级带通滤波器(3)和高频部第二级带通滤波器(4)后的信号输出端与加法器单元(8)的一个信号输入端相连；低频部分前端放大电路(5)的信号输出端经低频部分第一级带通滤波器(6)和低频部分第二级带通滤波器(7)后的信号输出端与加法器单元(8)的另一个信号输入端相连；加法器单元(8)的信号输出端连接输出阻抗匹配单元(9)的信号输入端，输出阻抗匹配单元(9)的信号输出端为带通滤波器的信号输出端；高频部分第一级带通滤波器(3)和高频部第二级带通滤波器(4)均为无源、有源结合的带通滤波电路；低频部分第一级带通滤波器(6)为无源椭圆滤波电路，低频部分第二级带通滤波器(7)为有源带通滤波电路。2.根据权利要求1所述的一种用于激光测距的双频带带通滤波器，其特征在于，输入阻抗匹配单元(1)包括输入SMA接口(J0)、电容C1、一号运算放大器(U1)、二号运算放大器(U2)、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6；输入SMA接口(J0)的信号输出引脚连接电容C1的一端，电容C1的另一端同时与电阻R1的一端、一号运算放大器(U1)的正向电源端和二号运算放大器(U2)的正向电源端连接；电阻R1的另一端接地；输入SMA接口(J0)的其他引脚均接地；一号运算放大器(U1)的负向电源端同时与电阻R2的一端和电阻R3的一端相连；电阻R3的另一端接地；一号运算放大器(U1)的信号输出端为输入阻抗匹配单元(1)的一个信号输出端，一号运算放大器(U1)的信号输出端连接电阻R2的另一端；一号运算放大器(U1)的双相电源正极连接+5V电源；一号运算放大器(U1)的双相电源负极连接-5V电源；二号运算放大器(U2)的负向电源端同时与电阻R4的一端和电阻R5的一端相连；电阻R5的另一端接地；二号运算放大器(U2)的信号输出端同时连接电阻R4的另一端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端为输入阻抗匹配单元(1)的另一个信号输出端；二号运算放大器(U2)的双相电源正极连接+5V电源；二号运算放大器(U2)的双相电源负极连接-5V电源。3.根据权利要求1或2所述的一种用于激光测距的双频带带通滤波器，其特征在于，高频部分第一级带通滤波器(3)和高频部第二级带通滤波器(4)的结构相同，高频部分第一级带通滤波器(3)包括电容C2、电感L1、电感L2、电容C3、三号运算放大器(U3)、电阻R7和电阻R8；电容C2的一端为高频部分第一级带通滤波器(3)的信号输入端，电容C2的另一端与电感L1的一端连接，电感L1的另一端同时与电感L2的一端、电容C3的一端和三号运算放大器(U3)的正向电源端连接；三号运算放大器(U3)的负向电源端同时与电阻R7的一端和电阻R8的一端相连；三号运算放大器(U3)的信号输出端为第一级带通滤波器(3)的信号输出端，三号运算放大器(U3)的信号输出端连接电阻R7的另一端，电阻R8的另一端接地；三号运算放大器(U3)的双相电源正极连接+5V电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖建新，董凯，李洋，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23